雨生红球藻生长及其虾青素累积过程中植物色素作用机制研究

论文摘要

虾青素超强的抗氧化性赋予了其突出的生理功能,尤其在提高免疫力、清除自由基、活性氧等方面作用显著,其在食品、化妆品、药品等方面具有广泛的应用价值和前景。雨生红球藻是目前被认为生产虾青素较为理想的生物来源。所以,关于提高雨生红球藻的生物量以及细胞内虾青素积累量的研究具有重要的意义。本研究在阐明的虾青素合成通路的基础上,研究了合成途径中的三个重要底物:番茄红素、β-胡萝卜素、玉米黄素对雨生红球藻的生长及其积累虾青素的影响,并对其作用机制进行了初步分析。研究结果表明,不同浓度植物色素对雨生红球藻的生长具有不同程度的影响,番茄红素浓度为0.5 mg/L时,效果最佳,680 nm的吸光值为0.701,细胞密度达到6.25×105个/mL,相比对照组提高了8.51%。l.0 mg/L的处理组次之,吸光值为0.672,细胞密度为6.01×105个/mL。β-胡萝卜素添加浓度为1.0 mg/L时,效果最佳,680 nm的吸光值为0.705,细胞密度达到6.57×105个/mL,相比对照组提高了9.03%。玉米黄素处理过的雨生红球藻通常提前至第7天进入稳定期,相比对照组提前3天。在比较第10天的细胞密度发现,1.0 mg/L的玉米黄素对雨生红球藻的生长最为有利,吸光值为0.669,细胞密度达到5.98×105个/mL,相比对照组提高了3.81%。添加不同植物色素对虾青素积累的影响研究结果表明,当番茄红素的添加量为0.5mg/L时,对雨生红球藻积累虾青素的作用最为明显,较对照组增加了88%。1.0mg/L的β-胡萝卜素处理组效果最为明显,处理第15天时,该处理组虾青素含量为18.817 mg/L,比对照组提高了71.37%。玉米黄素对于雨生红球藻累积虾青素的实验结果表明,其对虾青素产量影响不显著。对外源添加色素影响虾青素积累的作用机制进行研究,选取了在虾青素合成通路中与植物色素有关的三个关键酶,并对实验组和对照组的关键酶基因表达量水平进行检测。诱导条件下,雨生红球藻虾青素的大量合成经常伴随着虾青素合成相关基因转录水平的高表达。用qRT-PCR的方法测定0.5 mg/L番茄红素和1.0 mg/Lβ-胡萝卜素诱导的雨生红球藻虾青素相关合成基因相对表达水平。在高光照、高温诱导条件下,实验组的虾青素合成相关基因bkt、lcy、CrtR-B均出现了较高表达。该实验对不同植物色素浓度条件下β-胡萝卜素酮化酶、β-胡萝卜素羟化酶、番茄红素β-环化酶编码基因表达量的测定结果表明,bkt、lcy、CrtR-B基因表达量的高低与虾青素的合成有着直接的联系。这说明一定浓度的植物色素可以通过改变代谢过程关键酶基因的表达进而调控虾青素的积累。该研究初步揭示了可以通过外源添加植物色素的方式,可以改善雨生红球藻生长状况,提高其应激条件下的虾青素累积量,为开展大规模养殖及虾青素生产,提供了新思路。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 虾青素概述
•     1.1.1 虾青素结构及性质
•     1.1.2 虾青素的来源
•   1.2 雨生红球藻
•     1.2.1 影响雨生红球藻生长的因素
•     1.2.2 影响雨生红球藻积累虾青素的因素
•     1.2.3 天然虾青素提取方法
•   1.3 研究目的及意义
• 第二章 添加色素对雨生红球藻生长的影响
•   2.1 材料与设备
•     2.1.1 实验材料
•     2.1.2 实验所用仪器
•     2.1.3 实验试剂
•   2.2 实验方法
•     2.2.1 实验仪器的灭菌
•     2.2.2 培养基的配制
•     2.2.3 雨生红球藻的扩大培养
•     2.2.4 雨生红球藻生长曲线的测定
•     2.2.5 细胞密度和相对生长量关系曲线
•     2.2.6 雨生红球藻培养单因素实验
•   2.3 结果与讨论
•     2.3.1 相对生长量与细胞密度关系曲线图
•     2.3.2 雨生红球藻FACHB-712 生长曲线
•     2.3.2 番茄红素对雨生红球藻生长的影响
•     2.3.3 β-胡萝卜素对雨生红球藻生长的影响
•     2.3.4 玉米黄素对雨生红球藻生长的影响
•   2.4 本章小结
• 第三章 添加色素对虾青素积累量的影响
•   3.1 材料与设备
•     3.1.1 实验原料
•     3.1.2 实验设备
•     3.1.3 实验试剂
•   3.2 实验方法
•     3.2.1 雨生红球藻藻液的准备
•     3.2.2 诱导雨生红球藻产生虾青素
•     3.2.3 虾青素含量测定
•   3.3 结果与讨论
•     3.3.1 番茄红素对雨生红球藻积累虾青素的影响
•     3.3.2 β-胡萝卜素对雨生红球藻积累虾青素的影响
•     3.3.3 玉米黄素对雨生红球藻积累虾青素的影响
•   3.4 本章小结
• 第四章 植物色素作用机制分析
•   4.1 前言
•   4.2 材料与设备
•     4.2.1 实验原料
•     4.2.2 实验设备
•     4.2.3 实验试剂
•   4.3 实验方法
•     4.3.1 酶基因的引物设计
•     4.3.2 雨生红球藻总RNA的提取
•     4.3.3 合成及验证cDNA
•     4.3.4 测定雨生红球藻虾青素合成相关酶基因表达量
•     4.3.5 数据处理
•   4.4 结果与讨论
•     4.4.1 提取的RNA样品
•     4.4.2 反转录结果检测
•     4.4.3 雨生红球藻虾青素合成相关酶基因表达量分析
•   4.5 本章小结
• 第五章 结论与展望
•   5.1 结论
•   5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李佩

导师: 何文兴

关键词: 雨生红球藻,虾青素,植物色素,作用机制

来源: 济南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 济南大学

分类号: Q945

DOI: 10.27166/d.cnki.gsdcc.2019.000188

总页数: 58

文件大小: 2008K

下载量: 149